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虛擬軸數(shù)控機床的仿三軸操控辦法 （二）
來源:海力軸承網(wǎng) 時間:2014-10-26
怎么依據(jù)虛軸空間中的三維刀具運動指令值對實軸空間中六驅動桿的長度進行準確操控；是完成虛擬軸機床仿三軸操控的另一關鍵難題.為處理此難題；須將插補發(fā)生的虛軸運動指令轉換為實軸操控指令；其求解進程如下：
首要；依據(jù)仿三軸加工需使機床主軸軸線與作業(yè)臺平面法線平行的需求；斷定主軸初始姿勢At＝0；Bt＝0.并依據(jù)零件形狀和加工需求斷定渠道Ct坐標的最佳預置方位Ct0.
然后；在加工開端前的回來參考點操作中；將動渠道運動到At=0,Bt＝0；Ct=Ct0狀況；使刀具軸線與作業(yè)臺面筆直；刀具姿勢At=0,Bt=0.此刻；依據(jù)動渠道的布局可得到其上6個支撐點(六驅動桿的動端點)在刀具坐標系中的初始方位pxi、pyi、pzi(i=1,2；…；6).
若k時辰；三軸插補核算發(fā)生的刀具軌道指令值為Xk、Yk、Zk；則為確保刀具姿勢穩(wěn)定；應使6動端點在刀具坐標系中的坐標值不變；由此可得六驅動桿的動端點在機床坐標系中的坐標值：
Xdi=Xk+Pxi
Ydi=Yk+Pyi (i=1,2,…；6)
Zdi=Zk+Pzi (7)
依據(jù)上面求得的六驅動桿的動端點坐標和機床布局已知的靜端點坐標；按下式即可求得k時辰 各驅動桿長度的期望值；即與Xk,Yk,Zk對應的實軸坐標值： (8)
式中 Xji、Yji、Zji 六驅動桿靜端點在機床坐標系中的坐標值
6 實軸空間六軸聯(lián)動操控
虛軸空間刀具軌道生成是一種粗插補；當進給速度較高時；粗插補直線段會比較長.因而；為確保六驅動桿聯(lián)動的平穩(wěn)性；可在實軸空間進行如下精插補.
首要；經(jīng)過真假映射將虛軸空間(三維空間)的插補直線段變換為實軸空間(六維空間)的直線段；其長度為： (9) 式中 Li0 粗插補周期開端時的實軸坐標值 然后；求出每一精插補周期中實軸空間軌道的挪動間隔： Dl=L/(T1/T2) (10) 式中 T1、T2 粗、精插補的采樣周期；ms所以；從本直線段開端到第n個精插補周期末各驅動桿的挪動量為： DLin=n×Dl×(Li-Li0)/L (i=1,2,…；6) (11) 進一步；由下式即可求得n時辰各驅動桿長的實踐取值；即實軸運動指令值為： Lin=Li0+DLin (i=1,2,…；6) (12) 最終；經(jīng)過解耦隨動操控體系［3］確保驅動桿的實踐長度與期望長度共同；即可完成滿意刀具軌道需求的實軸聯(lián)動操控.
7 體系完成
依據(jù)所提出的辦法開發(fā)了虛擬軸機床仿三軸操控體系；其根本組成如圖3所示.該體系以Pentium Ⅱ微機體系為基.諂淅┱棺芟呱霞幼白孕鋅⒌慕涌誑ǎ灰允迪摯刂葡低秤肭低臣淶男畔⒔換.數(shù)控體系軟件由C言語+32位匯編言語混合編程完成.
該體系作業(yè)時；操作人員可經(jīng)過軟盤驅動器等I/O設備輸入加工所需信息；并可經(jīng)過體系供給的高檔修正功用；對已輸入的信息進行修正.機床的運轉由操作人員經(jīng)過核算機鍵盤和數(shù)控操作面板進行操控；體系運轉的有關信息經(jīng)過五顏六色CRT以圖形和數(shù)據(jù)方法顯示出來.
本體系對機床的實軸L1～L6選用高精度數(shù)字式溝通伺服體系進行驅動操控；各軸均選用閉環(huán)操控方法.檢測設備選用高精度光柵；以確保實軸的位移精度.
體系中的開關量操控有些用于操控機床的邏輯次序運動；如操控刀具替換、托盤交流、主軸啟停、冷卻體系、行程保等環(huán)節(jié)的運轉.開關量操控有些將與伺服操控相配合；共同完成機床作業(yè)進程的操控.
8 定論
虛擬軸機床具有機械布局簡略、剛度高、利于完成高速加工等長處；但也存在旋轉坐標有用轉角小、多坐標加工時作業(yè)區(qū)域窄等缺陷.因而；應在慣例零件的高速、高效加工中發(fā)揚其優(yōu)勢.經(jīng)過仿三軸操控；有用地減少了操控體系的復雜性；然后明顯降低了機床的總成本；有利于虛擬軸機床在較大范圍內推廣應用.
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